LiPo 배터리를 테스트하고 불량인지 확인하는 방법

LiPo 배터리는 겉보기에 정상적인 전압을 보여도 장치가 전류를 소비할 때 여전히 작동하지 않을 수 있습니다. 반대로, 저전압 판독이 항상 배터리가 영구적으로 손상되었음을 의미하는 것은 아니며 단순히 방전되었을 수도 있습니다.

LiPo 배터리를 올바르게 테스트하려면 물리적 상태, 정지 전압, 개별 셀 균형, 부하 시 전압, 사용 가능한 용량, 내부 저항, 자체 방전 및 작동 온도 등 여러 가지 검사를 결합하십시오. 한 번의 판독으로도 완전한 배터리 상태 진단을 제공할 수 없습니다.

실제로 LiPo 배터리가 부풀거나 손상되거나, 한 셀이 다른 셀에서 반복적으로 멀어지거나, 정상 부하에서 전압이 붕괴되거나, 사용 가능한 용량이 크게 떨어지거나, 내부 저항이 급격히 증가하거나, 배터리가 비정상적으로 뜨거워지면 LiPo 배터리가 불량할 가능성이 높습니다.

주요 시사점

• 항상 신체 검사부터 시작하십시오. 부풀어오르거나, 누출되거나, 구멍이 나거나, 타거나, 비정상적으로 뜨거운 배터리는 추가 전기 테스트를 받아서는 안 됩니다.

• 멀티미터는 팩 전압과 극성을 확인할 수 있지만 사용 가능한 용량이나 전류 전달 성능은 확인할 수 없습니다.

• 다중 셀 LiPo 배터리는 팩 수준과 개별 셀 수준 모두에서 점검해야 합니다.

• 전압 강하, 용량, 내부 저항, 자가 방전 및 온도는 배터리 상태에 대한 보다 완전한 그림을 제공합니다.

• 모든 불량 LiPo 배터리를 정의하는 범용 전압, 용량 또는 내부 저항 임계값은 없습니다.

• 결과를 배터리 사양, 애플리케이션 요구 사항, 이전 기록 또는 동일 모델의 정상 작동이 확인된 배터리와 비교하십시오.

• 충전기가 거부된 LiPo 배터리의 보호 회로를 강제 충전, 점프 스타트 또는 우회하지 마십시오.

LiPo 배터리 상태 점검 한 눈에 보기

테스트 전: 배터리를 취급하기에 안전한지 결정

눈에 띄게 손상된 배터리를 테스트 장비에 연결하지 마십시오.

다음 중 하나라도 발견되면 즉시 중지하십시오.

• 붓기, 부풀어오르기 또는 뒤틀린 주머니

• 펑크, 찢어짐, 찌그러짐 또는 찌그러진 부위

• 누출, 부식 또는 화학 냄새

• 화상 자국 또는 녹은 단열재

• 노출된 도체 또는 심하게 손상된 커넥터

• 쉿쉿거리는 소리, 연기 또는 이상한 소음

• 쉬어도 뜨거워지는 배터리

• 장치 인클로저를 밀고 있는 배터리

이러한 증상이 있는 배터리는 이미 검사의 가장 중요한 부분을 통과하지 못한 것입니다. 충전, 방전, 평평하게 누르거나 구멍을 뚫거나 부하가 걸린 상태에서 테스트하지 마십시오. 다음에 대한 적절한 지침을 따르십시오. 손상되거나 부풀어 오른 리튬 폴리머 배터리 취급.

배터리가 장치에 내장된 경우 장치 제조업체의 서비스 절차를 따르십시오. 적절한 장비나 교육을 받지 않은 경우 엔클로저를 강제로 열거나 접착식 파우치 셀을 제거하지 마십시오.

LiPo 배터리 상태를 확인하기 위해 필요한 것

정확한 장비는 배터리 및 애플리케이션에 따라 다르지만 유용한 테스트 설정에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 절연 프로브가 있는 디지털 멀티미터

• 호환되는 LiPo 셀 검사기 또는 전압 테스터

• 용량 및 내부 저항 판독 기능을 갖춘 LiPo 밸런스 충전기

• 제어된 전자 부하 또는 배터리의 의도된 장치

• 온도 센서, 적외선 온도계 또는 열전대

• 배터리 사양 시트

• 배터리가 새 것이거나 정상인 것으로 알려졌을 때의 이전 테스트 기록

가연성 물질이 없는 깨끗하고 불연성 표면에서 테스트를 수행하십시오. 단단히 맞는 커넥터와 어댑터를 사용하십시오. 급조 클립, 노출된 와이어, 대형 미터 프로브로 인해 실수로 인접한 터미널이 단락될 수 있습니다.

LiPo 배터리를 단계별로 테스트하는 방법

1. 배터리 유형, 셀 개수, 전압 제한을 확인하세요.

측정하기 전에 배터리 라벨이나 사양 시트를 읽으십시오. 기록:

• 배터리 화학

• 세포수

• 공칭 전압

• 정격 용량

• 최대 충전 전압

• 방전 컷오프 전압

• 연속 및 피크 전류 제한

• 커넥터 극성

기존 LiPo 셀은 일반적으로 공칭 3.7V로 표시되고 약 4.2V로 충전됩니다. 고전압 LiPo 셀은 3.8V 또는 3.87V로 표시되고 4.35V 또는 4.4V로 충전될 수 있습니다.

표준 LiPo 전압 가정을 고전압 셀에 적용하지 마십시오. 배터리 사양과 충전 시스템이 일치해야 합니다.

공칭 전압은 제품 정격이지 모든 테스트 중에 배터리가 표시해야 하는 전압이 아니라는 점을 기억하십시오. 실제 전압은 충전 상태, 부하, 온도, 충전 또는 방전 이후 경과 시간에 따라 달라집니다.

2. 파우치, 전선, 커넥터 검사

배터리가 전반적으로 손상되지 않은 것처럼 보이더라도 밝은 조명 아래에서 확인하세요.

다음을 찾으세요:

• 새로운 부풀어오르거나 파우치 두께가 고르지 않음

• 압력이나 충격으로 인한 주름

• 외부 포장의 절단

• 헐거워지거나 함몰되거나 변색된 커넥터 접점

• 와이어 주변의 파손된 스트레인 릴리프

• 단열재 균열

• 커넥터 주변 과열 징후

• 극성이 잘못되었거나 반전됨

내부 탭을 검사하거나 약한 셀을 교체하기 위해 팩을 열지 마십시오. 파우치 외부의 연결 문제는 자격을 갖춘 기술자가 수리할 수 있는 경우도 있지만, 사용한 LiPo 팩을 개봉하거나 재구성하면 합선 및 화재 위험이 추가로 발생합니다.

3. 전압을 측정하기 전에 배터리를 휴식시키십시오.

충전, 방전 또는 과부하 후에는 일시적으로 전압이 변합니다. 개방 회로 전압을 기록하기 전에 배터리를 실온으로 되돌리고 충전기 및 장치에서 분리된 상태로 둡니다.

실제 선별 검사에서는 30분 휴식이면 충분하지만, 휴식 시간이 길면 반복성이 향상될 수 있습니다. 결과를 비교할 때마다 거의 동일한 휴지 시간, 온도 및 충전 상태를 사용하십시오.

일관된 테스트 조건이 없으면 상태가 양호한 배터리는 내부 저항이 높은 것처럼 보일 수 있지만 최근 충전된 배터리는 일시적으로 전압이 상승할 수 있습니다.

4. 멀티미터로 LiPo 배터리 테스트

멀티미터로 LiPo 배터리 전압을 확인하려면:

1. 충전기와 기기에서 배터리를 분리하세요.

2. 멀티미터를 DC 전압으로 설정합니다.

3. 배터리의 최대 팩 전압보다 높은 범위를 선택하십시오.

4. 빨간색 프로브를 양극 단자에 놓고 검정색 프로브를 음극 단자에 놓습니다.

5. 프로브가 서로 닿거나 인접한 접점에 닿지 않도록 하십시오.

6. 판독값을 기록하고 이를 배터리의 셀 수 및 사양과 비교합니다.

예를 들어, 기존 3S LiPo 배터리의 공칭 팩 전압은 11.1V이고 완전 충전 전압은 약 12.6V입니다. 그러나 판독값이 낮을수록 단순히 충전 상태가 낮다는 의미일 수도 있습니다.

멀티미터는 팩 전압, 역극성 및 일부 개방 회로 오류를 확인할 수 있습니다. 배터리가 여전히 적절한 용량을 가지고 있거나 필요한 전류를 공급할 수 있다는 것을 증명할 수는 없습니다.

다중 셀 팩의 경우 한 셀이 다른 셀보다 훨씬 낮은 경우에도 총 전압이 올바르게 보일 수 있습니다. 따라서 개별 셀 전압을 별도로 확인해야 합니다.

5. 개별 셀 전압 비교

각 셀을 읽으려면 호환되는 LiPo 셀 검사기 또는 밸런스 충전기와 함께 밸런스 커넥터를 사용하십시오. 배터리가 접근 가능한 저울 연결을 제공하지 않는 경우, 단지 개별 판독값을 얻기 위해 팩을 열지 마십시오. 사용 가능한 BMS 데이터를 사용하거나 제조업체의 테스트 절차를 따르십시오.

건강한 다중 셀 팩은 동일한 조건에서 셀 전압을 합리적으로 가깝게 유지해야 합니다. 수백분의 1볼트의 차이가 일반적으로 나타나며 자동으로 오류를 나타내지는 않습니다.

다음과 같은 경우에는 세심한 주의를 기울이십시오.

• 한 셀이 다른 셀보다 반복적으로 낮습니다.

• 정상적인 밸런스 충전 후 전압 차이가 반환됩니다.

• 사용시 차이가 커집니다

• 한 셀은 훨씬 더 일찍 저전압 한계에 도달합니다.

• 충전기가 팩의 균형을 맞추는 데 비정상적으로 오랜 시간이 걸립니다.

• 하나의 셀은 더 높은 내부 저항과 더 큰 전압 강하를 모두 나타냅니다.

0.10V 이상의 지속적인 차이는 유용한 경고 신호일 수 있지만 보편적인 통과 또는 실패 임계값은 아닙니다. 배터리 설계, 충전기 정확도, 온도, 부하 및 제조업체의 제한 사항도 고려해야 합니다.

손상되지 않은 팩에 약간의 불균형이 나타나는 경우 올바른 LiPo 설정을 사용하여 일반 밸런스 충전만 수행하십시오. 동일한 셀이 다시 빠르게 표류하는 경우 지속적인 균형 조정으로는 손실된 용량이나 증가된 저항을 복구할 수 없습니다.

6. 부하시 전압강하 확인

개방 회로 전압은 배터리 상태의 일부만을 보여줍니다. 약한 LiPo 배터리는 정지 상태에서는 정상적으로 보일 수 있지만 전류가 가해지면 전압이 너무 많이 손실됩니다.

제어된 부하 테스트의 경우:

1. 알려진 충전 상태에서 배터리를 시작하십시오.

2. 휴식 팩과 셀 전압을 기록합니다.

3. 배터리의 연속 전류 정격 내에서 안정적인 부하를 적용하십시오.

4. 전류, 부하 전압, 개별 셀 전압 및 온도를 기록합니다.

5. 부하를 제거하고 전압 회복을 관찰하십시오.

6. 결과를 이전 기록이나 동일한 모델의 정상 작동이 확인된 배터리와 비교하십시오.

전압 강하(Voltage Sag)는 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

전압강하 = 정지전압 - 부하전압

모든 LiPo 배터리에 대해 허용되는 단일 전압 저하 수치는 없습니다. 결과는 용량, 방전 전류, 셀 설계, 충전 상태, 온도, 배선 및 커넥터 저항에 따라 달라집니다.

가장 유용한 증거는 배터리 자체 기준의 변경입니다. 팩이 동일한 전류에서 훨씬 더 많이 저하되거나, 장치의 저전압 차단에 더 일찍 도달하거나, 한 셀이 다른 셀보다 상당히 빠르게 떨어지는 경우 팩을 의심해야 합니다.

팩의 지정된 연속 한계 내에서 테스트 전류를 유지하십시오. 용량과 방전 정격이 허용 전류를 결정하는 방법을 잘 모르는 경우에는 다음을 검토하십시오. LiPo 배터리 C 등급 . 부하 테스트를 수행하기 전

배터리가 부풀어오르거나, 이상한 냄새가 나거나, 지나치게 뜨거워지거나, 전압이 불안정할 경우 테스트를 중지하세요.

7. LiPo 배터리 용량 테스트

용량 테스트는 정의된 조건에서 배터리가 얼마나 많은 충전을 제공할 수 있는지 측정합니다. 이는 전압만으로 용량을 추정하는 것보다 더 유용합니다.

손상되지 않은 배터리의 경우:

1. 올바른 LiPo 프로그램과 전압 제한으로 충전하세요.

2. 잠시 쉬었다가 테스트 온도로 되돌립니다.

3. 호환되는 배터리 분석기를 사용하여 알려진 전류에서 방전하십시오.

4. 해당 배터리에 지정된 방전 차단 지점에서 정지하십시오.

5. 전달된 용량을 mAh 단위로 기록합니다.

6. 결과를 정격 용량 및 이전 테스트 결과와 비교하십시오.

용량 유지는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

용량 유지율(%) = 측정된 방전 용량 ¼ 기준 용량 × 100

기준은 이상적으로 동일한 테스트 조건에서 새 배터리일 때 측정된 용량이어야 합니다. 인쇄된 등급은 생산 공차, 방전율, 온도 및 차단 전압이 모두 결과에 영향을 미칠 수 있으므로 정확도가 떨어집니다.

80% 용량 수준은 일반적으로 배터리 수명 사양에서 노화 기준으로 사용됩니다. 이는 보편적인 안전 기준으로 취급되어서는 안 됩니다.

85% 용량의 배터리는 이미 엄격한 런타임 요구 사항이 있는 의료, 드론 또는 백업 전원 애플리케이션에 적합하지 않을 수 있습니다. 수요가 낮은 다른 장치는 80% 미만으로 작동 상태를 유지할 수 있습니다. 올바른 교체 지점은 애플리케이션의 런타임 및 안정성 기준에 따라 다릅니다.

단순히 더 큰 용량 판독값을 얻기 위해 지정된 컷오프 미만으로 방전을 계속하지 마십시오.

8. LiPo 배터리의 내부 저항 측정

내부 저항은 전압 강하량과 전류를 전달하는 동안 배터리가 생성하는 열량에 영향을 미칩니다.

많은 고급 LiPo 충전기 및 배터리 분석기는 팩 및 개별 셀에 대한 저항 판독값을 제공합니다. 유용한 비교를 위해:

• 동일한 충전기 또는 분석기를 사용하십시오.

• 동일한 커넥터와 어댑터를 사용하십시오.

• 유사한 충전 상태에서 테스트

• 비슷한 온도에서 테스트

• 일정한 기간 동안 배터리를 휴식시키십시오.

• 커넥터 접점을 깨끗하고 안전하게 유지하세요

모든 좋은 LiPo 배터리와 불량 배터리를 구분하는 보편적인 내부 저항 값은 없습니다. 셀 크기, 용량, 구성, 온도, 충전 상태, 전선, 커넥터 및 측정 방법이 모두 결과에 영향을 미칩니다.

대신 트렌드에 집중하세요.

• 배터리의 원래 값보다 저항이 크게 증가했습니까?

• 한 셀이 다른 셀보다 지속적으로 훨씬 높습니까?

• 높은 저항은 전압 강하 증가와 일치합니까?

• 이전에 정상적으로 처리했던 부하로 인해 이제 배터리가 가열됩니까?

배터리는 내부 저항이 증가했기 때문에 고전류 장치에서는 성능이 저하되면서 낮은 방전율에서도 정격 용량의 상당 부분을 제공할 수 있습니다. 따라서 용량과 저항을 함께 평가해야 합니다.

9. 자체 방전 및 온도 확인

손상되지 않은 배터리를 충전하고 휴지시킨 후 팩과 개별 셀 전압을 기록합니다. 모든 장비에서 분리하여 안전하게 보관한 후 24시간 또는 48시간 등 정의된 기간 후에 다시 측정하십시오.

다음과 같은 경우 배터리에 내부 문제가 있을 수 있습니다.

• 유사한 배터리보다 훨씬 빠르게 전압을 잃습니다.

• 한 세포가 다른 세포보다 눈에 띄게 빨리 떨어집니다.

• 연결이 끊어진 동안 배터리가 따뜻해집니다

• 보호 회로가 반복적으로 종료됩니다.

• 장치 로드가 변경되지 않은 경우에도 런타임이 저하됩니다.

모니터링 기간을 늘리면 결과가 개선될 수 있지만 발열, 부기, 누출, 냄새 또는 불안정한 전압이 발생하는 배터리에 대한 테스트를 계속하지 마십시오.

LiPo 배터리가 불량인지 확인하는 방법

전압만으로 결정을 내리기보다는 모든 테스트 결과를 함께 사용하십시오.

LiPo 배터리는 폐기되기 전에 전기적으로 방전될 필요는 없습니다. 물리적 손상은 안전 실패입니다. 용량 감소, 높은 저항, 조기 중단 및 과도한 처짐은 교체를 정당화할 수도 있는 성능 실패입니다.

배터리가 폐기되면 단자를 보호하고 올바른 프로세스를 따르십시오. 리튬 폴리머 배터리를 올바르게 재활용하거나 폐기하십시오..

일반적인 LiPo 배터리 테스트 결과의 의미

전압은 정상으로 보이지만 런타임이 매우 짧습니다.

배터리의 사용 가능한 용량이 손실되었을 수 있습니다. 또한 내부 저항이 증가하여 장치가 조기에 저전압 차단에 도달할 수도 있습니다.

제어된 용량 테스트를 수행하고 부하 시 전압을 비교합니다. 개방 회로 전압만으로는 배터리 상태를 확인할 수 없습니다.

한 셀이 다른 셀보다 낮습니다.

약간의 일시적인 차이는 정상적인 잔액 충전으로 수정될 수 있습니다. 동일한 셀이 반복적으로 낮아지거나, 부하 시 더 많이 처지거나, 더 높은 저항을 보인다면 해당 셀은 다른 셀보다 약할 가능성이 높습니다.

DIY 수리로 팩을 열거나 약한 셀을 교체하지 마십시오.

충전기에 '연결 끊김'이 표시됩니다.

이 메시지는 다음을 나타낼 수 있습니다.

• 느슨하거나 호환되지 않는 어댑터

• 잘못된 극성

• 손상된 커넥터 또는 와이어

• 잘못된 충전기 설정

• 개방형 보호 회로

• 내부 연결 실패

배터리를 분리하고 접근 가능한 커넥터와 배선을 검사하십시오. 충전기 모드, 셀 개수, 어댑터가 올바른지 확인하세요.

알려진 호환 장비에서 오류가 계속되면 보호 회로를 브리지하거나 팩을 열어 내부 탭을 다시 연결하지 마십시오.

LiPo 배터리가 충전되지 않습니다.

충전되지 않는 배터리는 자동으로 수리할 수 없습니다. 가능한 원인으로는 충전기 불일치, 손상된 케이블, 활성화된 보호, 매우 낮은 셀 전압, 과도한 불균형 또는 내부 오류 등이 있습니다.

알려진 호환 충전기, 케이블 및 배터리 설정으로만 테스트하십시오. 충전기가 계속해서 배터리를 거부하면 중지하십시오. 반복적인 시도는 근본적인 문제를 해결하지 못한 채 스트레스를 가중시킬 수 있습니다.

죽은 LiPo 배터리를 되살릴 수 있나요?

죽은 LiPo 배터리를 되살리기 위한 보편적이고 안전한 DIY 방법은 없습니다.

'Dead'는 여러 가지 다른 상태를 나타낼 수 있습니다.

• 방전되었으나 그 외에는 건강한 배터리

• 출력을 차단한 보호 회로

• 충전기의 허용 전압 범위보다 낮은 셀

• 끊어진 커넥터 또는 내부 연결

• 약하거나 내부적으로 손상된 세포

• 영구적인 용량 손실이 있는 배터리

호환되는 충전기는 일반적으로 지정된 범위 내에서 정상적으로 방전된 배터리를 충전할 수 있습니다. 그러나 LiPo 충전기가 팩을 거부하는 경우 NiMH 또는 납산 모드로 전환하여 전압을 팩에 강제로 적용하지 마십시오.

또한 피하십시오:

• 다른 배터리로 점프 시동하기

• 규제되지 않은 전원 공급 장치 적용

• PCM 또는 BMS 우회

• 단락 보호 단자

• 파우치 개봉

• 사용한 팩의 약한 셀 1개 교체

• 가열되거나 균형이 맞지 않는 배터리를 반복적으로 충전

안전하지 않은 복구 시도 후 배터리가 일시적으로 충전될 수 있으며 여전히 내부 손상이 있을 수 있습니다. 임시 전압 복구는 그것이 안전하거나 신뢰할 수 있음을 입증하지 않습니다.

지정된 전압 범위보다 낮은 배터리의 경우 평가를 위해 배터리 또는 장치 제조업체에 문의하세요. 배터리의 내역과 상태가 불확실할 경우 일반적으로 교체를 선택하는 것이 좋습니다.

결론

LiPo 배터리를 안정적으로 테스트하려면 물리적 상태를 검사하고, 휴지 팩 및 셀 전압을 측정하고, 부하 시 성능을 관찰하고, 사용 가능한 용량 및 내부 저항을 확인하고, 자체 방전 및 온도를 모니터링합니다.

건강한 팩은 물리적으로 온전한 상태를 유지하고, 셀의 균형을 합리적으로 유지하며, 과도한 전압 강하 또는 열 없이 예상되는 전류를 공급하고, 애플리케이션에 충분한 용량을 유지합니다. 불량 팩은 단순히 한 번의 비정상적인 전압 판독이 아니라 물리적 손상이나 반복적인 전기적 이상을 나타냅니다.

교체가 필요한 경우 원래 화학, 셀 수, 용량, 전류 용량, 크기, 커넥터, 극성 및 보호 요구 사항을 일치시키십시오. ZERNE이 제공하는 리튬 폴리머 배터리는 표준 및 맞춤형 장치 요구 사항을 충족하지만 모든 교체 설계는 장치의 실제 부하, 충전, 온도 및 런타임 조건에서 검증되어야 합니다.

자주 묻는 질문

멀티미터로 LiPo 배터리 불량 여부를 알 수 있나요?

멀티미터는 잘못된 팩 전압, 역극성 및 일부 개방 회로 오류를 식별할 수 있습니다. 가용 용량, 현실적인 조건에서의 내부 저항 또는 전류 전달 성능을 직접 측정할 수는 없습니다. 전압 판독값을 셀 균형, 부하, 용량 및 온도 테스트와 결합합니다.

LiPo 배터리가 불량하다는 것을 의미하는 전압은 무엇입니까?

단일 전압으로 인해 모든 LiPo 배터리가 불량하다는 것을 증명할 수는 없습니다. 많은 기존 LiPo 셀의 경우 3.0V는 셀 제조업체에서 지정한 일반적인 방전 차단 값입니다. 정지 상태에서 지정된 범위보다 훨씬 낮은 셀은 심각한 경고이므로 강제 충전해서는 안 됩니다.

화학, 보호 회로 및 고전압 LiPo 설계에 따라 다른 제한이 적용될 수 있으므로 항상 배터리 사양을 확인하세요.

LiPo 배터리의 내부 저항을 어떻게 확인합니까?

호환되는 충전기, 배터리 분석기 또는 저항 측정기를 사용하십시오. 일정한 온도와 충전 상태에서 테스트한 다음 판독값을 배터리의 이전 값 및 동일한 팩의 다른 셀과 비교하십시오. 추세 또는 셀 간 차이는 일반적으로 일반적인 밀리옴 제한보다 더 유용합니다.

LiPo 배터리는 얼마나 자주 테스트해야 합니까?

새 배터리인 경우 기준을 설정한 다음 런타임이 감소하거나, 셀 균형이 변경되거나, 전압 강하가 증가하거나, 배터리에 비정상적인 열, 충격 또는 심한 방전이 발생하면 다시 테스트하십시오. 중요 장비에 사용되는 배터리는 문서화된 검사 및 교체 일정을 따라야 합니다.

불균형한 LiPo 배터리를 고칠 수 있나요?

건강한 팩의 작은 불균형은 호환되는 충전기를 사용한 일반적인 밸런스 충전으로 교정될 수 있습니다. 불균형이 반복적으로 발생하면 셀의 용량, 저항 또는 자체 방전이 다를 수 있습니다. 잔액 충전은 이러한 노화를 되돌릴 수 없습니다.